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Introduzione al Citoscheletro
Biotecnologie
http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu/galleries/cells/index.html
Le cellule animali sono cellule eucariotiche caratteristiche, racchiuse da una membrana plasmatica e contenenti un nucleo circondato da una membrana e organelli.
Al contrario delle cellule degli altri regni eucarioti (piante e funghi) le cellule animali NON contengono una parete cellulare.
La struttura della cellula animale – [1]
http://micro.magnet.fsu.edu/cells/animalcell.html
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La struttura della cellula animale – [2]
La mancanza di una parte cellulare rigida ha permesso agli animali di sviluppare una maggiore diversità di tipi cellulari e organi.
Cellule specializzate che formano i nervi e i muscoli – tessuti che le piante non sono state in grado di sviluppare – hanno dato a questi organismi la mobilità.
La capacità di muoversi mediante l’uso di tessuti muscolari specializzati è il marchio caratteristico del regno animale.
I Protozoi (organismi eucarioti unicellulari) si muovono, ma non tramite strutture muscolari, bensì mediante cilia, flagelli o pseudopodi.
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Citoscheletro Rete proteica complessa e dinamica formata da tre strutture filamentose distinte ma interconnesse strutturalmente e funzionalmente:
Microfilamenti
Microtubuli
Filamenti intermedi
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Note sulla dinamica del citoscheletro
Proteine: polimeri di amminoacidi legati covalentemente (legami peptidici; forti, molto stabili).
Citoscheletro: polimeri di proteine (sintetizzate in ribosomi liberi nel citosol) collegate da legami non‐
covalenti (più deboli, maggiore possibilità di riorganizzazione rapida e di flessibilità). Microtubuli
Microfilamenti
Filamenti intermedi
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Funzioni del citoscheletro – [1]
Fornire un supporto strutturale
Fornire una impalcatura interna che determina la posizione dei vari organelli all’interno della cellula.
Funzioni del citoscheletro – [2]
Collaborare ai meccanismi necessari al movimento di organelli e vescicole nelle cellule.
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«Il citoplasma è incredibilmente dinamico e simile ad
un’autostrada organizzata ma molto occupata con motori
attivamente traghettando componenti in tutte le direzioni»
Lodish et al., 7° ed
Funzioni del citoscheletro – [3]
Agire come elementi generatori di forza che determinano il movimento dell’intera cellula o di alcune regioni di una cellula.
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Filamenti di actina e movimento cellulare
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Cilia, trachea (sostegno interno che permette alle cilia di muoversi: assonema di microtubuli, dineina, ecc,)
Stereocilia nelle cellule «capellute» dell’orecchio interno (sostegno interno: microfilamenti di actina)
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Funzioni del citoscheletro – [4]
Servire come sito di ancoraggio per gli RNA messaggeri, facilitandone la traduzione in polipeptidi.
Jung H, Holt CE. Local translation of mRNAs in neural development. Wiley Interdiscip Rev RNA. 2:153‐165, 2011.
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RUOLO DELLE PROTEINE
ASSOCIATE AL CITOSCHELETRO – [1]
All’interno delle cellule, centinaia di proteine accessorie associate al citoscheletro regolano la distribuzione spaziale e il comportamento dinamico dei filamenti.
Queste proteine accessorie si legano ai filamenti oppure alle loro sub‐
unità per:
Determinare il sito di assemblaggio dei nuovi filamenti
Regolare la ripartizione delle proteine fra filamenti polimerici e subunità monomeriche
Alterare la cinetica di assemblaggio e disassemblaggio dei filamenti
Fornire energia per generare forza
Collegare i filamenti gli uni agli altri o ad altre strutture cellulari
quali la membrana plasmatica o degli organelli
RUOLO DELLE PROTEINE
ASSOCIATE AL CITOSCHELETRO – [2]
In questi processi le proteine accessorie portano le strutture citoscheletriche sotto il controllo di segnali intracellulari o extracellulari, ad es. dei segnali che scatenano le notevoli trasformazioni del citoscheletro durante il ciclo cellulare.
Collaborando con diverse proteine accessorie permettono alle cellule eucariotiche di mantenere una struttura interna altamente organizzata ma flessibile e, in molti casi, di muoversi.
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MOVIMENTO CELLULARE
Livelli subcellulare, cellulare e di organismo
Richiede ATP (energia)
Mediato dal citoscheletro
Assemblaggio e disassemblaggio di fibre del citoscheletro (microfilamenti e microtubuli)
Proteine motore usano le fibre del citoscheletro
(microfilamenti e microtubuli) come rotaie
Mov_1
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Mov_2
Mov_3
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Mov_4
PROTEINE MOTORE
“Caminano” o scivolano lungo le fibre
del citoscheletro:
Miosina sui microfilamenti
Chinesina e dineina sui microtubuli
Usano l’energia dell’idrolisi dell’ATP
Fibre del citoscheletro:
Servono come rotaie per trasportare organelli o vescicole
Scivolano una rispetto all’altra
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Membrana plasmatica & Citoscheletro
ESTROFLESSIONI, PLASTICITA’ E DINAMICITA’
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Cellule isolate in coltura (ovaio di hamster):
fase intercinetica (interfase)
Cellule isolate in coltura (ovaio di hamster): Mitosi
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Pericita
http://www.sciencephoto.com/media/303516/enlarge
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